Termodinamica

INTRODUCCION
TERMODINÁMICA: Definición
Es la ciencia que estudia el calor y del trabajo, y aquellas propiedades de las sustancias que tienen relación con ellos.
La base de la termodinámica es la observación experimental. Los resultados se han formalizado en leyes como la Primera ley ó ley de la conservación de la energía. La Segunda ley ó la ley donde se introduce el concepto de entropía,Tercera ley o que define la entropía y la ley cero que predece a la prmera ley
1.2 PUNTOS DE VISTA DE LA TERMODINÁMICA
* Macroscópico: solo se analiza las manifestaciones externas y siempre se tratan volúmenes que son muy grandes en comparación con las dimensiones moleculares
* Microscopico: Tomado por la termodinámica estadística, se toma en cuenta la configuración molecular de la sustancia1.3 DEFINICIONES BÁSICAS
1.3.1 Sistema Termodinámico
Porción de espacio que contiene una masa fija de una sustancia que es aislada con fines de estudio. La superficie de este espacio se le conoce como los límites del sistema; estos límites pueden ser fijos o móviles.
Todo lo que queda fuera del sistema se conoce como medio externo o alrededores.
Ejemplo de sistema con límite fijo:
Se tieneuna cierta cantidad de masa "m" de nitrógeno encerrado en un recipiente rígido a las condiciones iniciales de 27 °C y 1 bar, las líneas punteadas indican los límites del sistema. Si se transfiere calor “Q” al sistema las propiedades del N2 varían.
Los límites permanecen fijos, tampoco varía la masa (condición para definir un sistema termodinámico).
Entre los sistemas podemos distinguir:-Sistema aislado.- Aquel que no es influenciado por el medio externo, es decir en el que no existe ninguna transferencia de energía (energía en tránsito: calor y trabajo) que cruce el límite del sistema.
-Sistema adiabático.- Aquel en que no existe transferencia de calor a través de los límites del sistema, pero si puede cruzar energía en forma de trabajo.
En la Fig. 1.3 se puede apreciar comoingresa trabajo al eje al sistema.
SISTEMA AISLADO
1.3.2 Volumen de Control
Al igual que el sistema, es una porción de espacio; pero existe flujo de masas que cruza el límite considerado para el análisis; también existe transferencia de calor y trabajo. El límite se conoce como superficie de control.
En la Fig. 1.4 se tiene ejemplos típicos de volúmenes de control: Turbina, compresor, bomba, eintercambiador de calor.
1.3.3 Sustancia de trabajo
Es aquella sustancia que puede dar, de la que se puede extraer o la que puede almacenar energía.
Ejemplo: Vapor de agua, aire, amoníaco, Genetrón 134a, etc.
1.3.4 Sustancia pura
Es una sustancia que tiene composición química homogénea invariable e independiente de la fase o fases en que se encuentra.
Ejemplo: Agua (líquido, sólido, vapor);Aire (hasta antes de licuarse), etc.
1.3.5 Propiedad de una sustancia
Son características observables que definen el estado de una sustancia en un instante determinado.
También se les denomina funciones de estado, coordenadas termodinámicas, parámetros de estado, funciones de punto o simplemente propiedades.
Las propiedades dependen únicamente del estado de la sustancia, es decir, nodependen del cambio que se haya seguido para alcanzar dicho estado.
Las propiedades termodinámicas tienen solución; son funciones de punto y sus diferenciales son exactas. Su integración es una función simple.
Las propiedades pueden clasificarse en 2 grupos:
a) Propiedades intensivas.- Son aquellas que no dependen de la masa.
Ejemplo: La temperatura, la presión, la densidad, etc.,
b)Propiedades extensivas.- Son aquellas que dependen de la masa.
Ejemplo: El volumen, la energía cinética, la energía potencial, etc.
LAS TRES PROPIEDADES MAS IMPORTANTES DE LA MATERIA
1.3.6 Estado
Es la situación de una sustancia determinada en un instante dado. Se conoce el estado de una sustancia mediante el conocimiento de las variables de estado (propiedades).
Queda determinado el estado de una...